ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CÁC GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH CHỈNH TRỊ KHU VỰC HỢP LƯU SÔNG THAO - ĐÀ - LÔ - HỒNG TRÊN MÔ HÌNH TOÁN VÀ MÔ HÌNH VẬT LÝ

KHOA HỌC CÔNG NGHỆ

ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CÁC GIẢI PHÁP CƠNG TRÌNH CHỈNH TRỊ
KHU VỰC HỢP LƯU SÔNG THAO - ĐÀ - LÔ - HỒNG
TRÊN MƠ HÌNH TỐN VÀ MƠ HÌNH VẬT LÝ

Nguyễn Quang Hùng
Trường Đại học Thủy lợi

Nguyễn Kiên Quyết
Trường Đại học Công nghệ Giao thông Vận tải

Nguyễn Đăng Giáp
Phòng TNTĐ Quốc gia về động lực học sơng biển

Tóm tắt: Nội dung bài báo đánh giá hiệu quả các giải pháp bố trí khơng gian cơng trình trị sơng
vùng hợp lưu Thao - Đà và Lơ - Hồng trên mơ hình tốn và mơ hình vật lý, kết quả ngiên cứu đã
lựa chọn được giải pháp hợp lý chỉnh trị đoạn sông, phù hợp với điều kiện biên thủy lực và diễn
biến lòng dẫn cũng như phục vụ khai thác tổng hợp đoạn sông.

Summary: Content of paper is evaluation effect of solutions settlement space river trainning works of
Thao - Da and Lo - Red rivers flow combination area on physical and mathematical models. The
results of study selected reasonable solutions of river section trainning, suitted wih hydraulic boundary
condition and channel proccesing as serviced general exploitation of river section.

1. ĐẶT VẤN ĐỀ * lòng dẫn được vùng hợp lưu Thao – Đà và Lô –
Hồng phục vụ đa mục tiêu là cần thiết trong giai
Vùng hợp lưu Thao-Đà và Lô-Hồng thuộc địa đoạn hiện nay, bở lẽ đây là khu vực có tính chất
bàn 3 tỉnh, thành phố là Hà Nội, Phú Thọ và quan trọng, là điểm khống chế đối với đồng bằng
Vĩnh Phúc. Đây là khu vực tập trung lưu lượng Bắc Bộ. Nội dung bài báo trình bày kết quả đánh
của 3 con sông lớn, là khu vực hết sức quan giá hiệu quả các giải pháp cơng trình chỉnh trị

trọng, như một điểm nút khống chế đối với toàn sông vùng hợp lưu Thao – Đà - Lô – Hồng bằng
bộ đồng bằng Bắc Bộ. Mọi sự biến đổi trong những phương pháp hiện đại là mơ hình tốn và
đoạn này đều sẽ gây ảnh hưởng lớn xuống hạ du. mơ hình vật lý.
Lịng dẫn đoạn sơng từ vị trí hợp lưu Thao-Đà
đến vị trí hợp lưu Lơ-Hồng có sự biến đổi mạnh Hình 1: Bản đồ khu vực nghiên cứu
về đường lạch sâu, dịng chính thường vận động
bám sát 2 bờ, do đó ở giữa hình thành các bãi
sơng rất lớn. Các bãi giữa này không ổn định,
luôn biến đổi cả theo phương ngang và phương
dọc. Sự phát triển, hình thành và thay đổi các bãi
này phục thuộc rất lớn vào sự vận hành hệ thống
các hồ chứa ở thượng nguồn. Ngoài ra, do vận
hành của hệ thống hồ chứa, dẫn đến lũ trên các
sông là khác nhau (thường lệch pha nhau), làm
cho trục động lực các sông thay đổi liên tục, dẫn
đến diễn biến bồi xói, sạt lở tại vùng hợp lưu là
rất phức tạp. Trong đó chủ yếu là biến hình lịng
dẫn theo hướng ngang. Như vậy, vấn đề ổn định

Ngày nhận bài: 13/4/2021 Ngày duyệt đăng: 15/6/2021
Ngày thông qua phản biện: 25/5/2021

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 66 - 2021 1

KHOA HỌC CÔNG NGHỆ

2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Nguyên trên sông Cầu; Trạm Cầu Sơn trên sông
Thương; Trạm Chũ trên sông Lục Nam; Trạm
2.1. Phương pháp mơ hình tốn [1], [2], [7] , Hưng Thi trên sơng Bơi. Cịn tại các biên khác
[8], [9], [10] khơng có số liệu đo đạc lưu lượng sẽ sử dụng mô

hình mưa - dịng chảy (NAM) để tính tốn lưu
2.1.1. Mơ hình tốn thủy lực MIKE 11HD (1D) lượng từ số liệu mưa.
Biên dưới của mơ hình là q trình mực nước theo
Mơ hình tốn MIKE 11HD được sử dụng để mô thời gian Z =f(t) tại 9 cửa sông đổ ra biển của lưu
phỏng, tính tốn các kịch bản vận hành hệ thống vực sơng Hồng – Thái Bình. Cửa sơng Nam
hồ chứa thượng nguồn Sơn La, Hịa Bình, Triệu; Cửa sông Bạch Đằng – Cấm; Cửa sơng
Tun Quang, Thác Bà theo các Mơ hình lũ Lạch Tray; Cửa sông Văn Úc; Cửa sơng Thái
khác nhau, trích xuất kết quả làm biên lưu Bình; Cửa sơng Trà lý; Cửa sông Hồng; Cửa sông
lượng, mực nước cho mô hình tốn 2 chiều và Ninh Cơ; Cửa sơng Đáy. (xem hình 2)
mơ hình vật lý.
a) Phạm vi tính tốn của mơ hình Hình 2: Sơ đồ mạng sơng mơ hình thuỷ lực 1 chiều
+ Sông Thao: Từ địa phận xã Bản Nguyên, huyện
Lâm Thao đến địa phận phường Bến Gót, thành c) Hiệu chỉnh và kiểm định mơ hình
phố Việt Trì. Chiều dài khoảng 15km. Hiệu chỉnh và kiểm định mơ hình với các trận lũ
+ Sông Đà: Từ thượng lưu cầu Trung Hà đến năm 2000, nhất là trận lũ gần đây nhất vào tháng
địa phận thuộc xã Tản Hồng, huyện Ba Vì. 7, tháng 8 năm 2012. Quá trình mực nước hiệu
Chiều dài khoảng 12km. chỉnh tại một số trạm thuộc khu vực nghiên cứu.
+ Sông Lô: Từ thượng lưu cầu Việt Trì đến ngã
ba Thao Đà (Phường Bến Gót, TP. Việt Trì),
chiều dài khoảng 4,5km.
+ Sơng Hồng: Từ địa phận xã Tản Hồng, huyện
Ba Vì đến địa phận xã Châu Sơn. Chiều dài
khoảng 2,2km.

b) Điều kiện biên của mơ hình

Điều kiện biên của mơ hình
Biên trên đã sử dụng các biên tính tốn tại các vị
trí sau đây: Trạm Yên Bái trên sông Thao; Trạm
Hàm Yên trên sông Lô; Hồ Tuyên Quang trên

sông Gâm; Hồ Sơn La trên sông Đà; Trạm Thái

[meter] MUC NUOC TRAM TRUNG HA Water Level [meter] MUC NUOC TRAM SON TAY Water Level [meter] MUC NUOC TRAM THUONG CAT Water Level
17.5 DA 57933.00 HONG 40569.20 12.0 DUONG 3662.20
17.0 15.0 11.5
16.5 External TS 1 14.5 External TS 1 11.0 External TS 1
16.0 H Trung Ha 1996 14.0 H Son Tay 1996 10.5 Z Thuong Cat 1996
15.5 13.5 10.0
15.0 13.0
14.5 12.5 9.5
14.0 12.0 9.0
13.5 11.5 8.5
13.0 11.0 8.0
12.5 10.5 7.5
12.0 10.0
11.5
9.5
31-7-1996 9.0

5-8-1996 10-8-1996 15-8-1996 20-8-1996 25-8-1996 30-8-1996 6-8-1996 11-8-1996 16-8-1996 21-8-1996 26-8-1996 31-8-1996 6-8-1996 11-8-1996 16-8-1996 21-8-1996 26-8-1996 31-8-1996

a) Trung Hà -1996 b) Sơ n Tây -1996 c) Thượ ng Cát - 1996

Hình 3: Kết quả hiệu chỉnh mơ hình 1D

[meter] MUC NUOC TRAM HOA BINH Water Level [meter] MUC NUOC TRAM SON TAY Water Level [meter] MUC NUOC TRAM THUONG CAT Water Level
DA 1708.14 HONG 30954.40 8.0 DUONG 5129.20
18.5 11.5 7.5
18.0 External TS 1 11.0 External TS 1 7.0 External TS 1
17.5 H Hoa Binh 10.5 H Son Tay 6.5 H Thuong Cat

17.0 10.0 6.0
16.5 5.5
16.0 9.5 5.0
15.5 9.0 4.5
15.0 8.5 4.0
14.5 8.0 3.5
14.0 7.5 3.0
13.5 7.0 2.5
13.0 6.5 2.0
12.5 6.0
12.0 5.5
11.5
11.0 4-7-2012 24-7-2012 13-8-2012 2-9-2012
10.5
10.0

9.5

24-6-2012 4-7-2012 14-7-2012 24-7-2012 3-8-2012 13-8-2012 23-8-2012 2-9-2012 12-9-2012 24-6-2012 4-7-2012 14-7-2012 24-7-2012 3-8-2012 13-8-2012 23-8-2012 2-9-2012 12-9-2012

2 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 66 - 2021

KHOA HỌC CƠNG NGHỆ

a) Hịa Bình, năm 2012 b) Sơ n Tây, năm 2012 c) Thượ ng cát, năm 2012

Hình 4: Kết quả kiểm định mơ hình 1D

2.1.2. Mơ hình thủy lực, bùn cát hai chiều MIKE được bộ thông số đảm bảo độ tin cậy để nghiên
21 FM, [1], [2], [8], [9], [10] cứu.

Mơ hình MIKE 21FM được sử dụng để đánh Hình 5: Địa hình và lưới tính MIKE 21FM
giá chi tiết sự biến đổi về đường mặt nước
theo chiều dọc, chiều ngang, phân bố lưu tốc
và đánh giá hiệu quả của các phương án bố trí
tổng thể hệ thống cơng trình chỉnh trị cho khu
vực từ Ngã ba Thao - Đà, Lơ – Hồng đến Sơn
Tây.
Mơ hình thủy lực Mike 21 FM được hiệu chỉnh
với trận lũ năm 1996 và kiểm định với trận lũ
năm 2002 và trận lũ năm 2012 kết quả đã đạt

Bảng 1: So sánh mực nước tính tốn bằng MIKE 21FM và MIKE 11

Mặ t cắ t MC1 MC2 (Thao MC3 MC4 MC5
(Trung Hà) Đ à) (Bãi Cổ Đ ô) (Lô – Hồ ng)
MIKE 21 FM 17.44 16.04
MIKE 11 17.60 17.62 16.85 16.48 16.00
Chênh lệ ch 17.55 -0.18 16.99 16.58 0,04
0.05 -0,14 -0,10

2.2. Phương pháp mơ hình vật lý, [1], [3], [6], [7] chọn để mô phỏng dài 3.360m; chiều dài từ hợp lưu
Thao - Đà chảy qua ngã ba Lô - Hồng đến mặt cắt
Phạm vi nghiên cứu thí nghiệm mơ hình vật lý khống chế cửa ra dài 15.200m.
(MHVL): Nhánh sông Thao: chiều dài chọn để mô Tỷ lệ mơ hình: Mơ hình lịng sơng có tỷ lệ ngang
phỏng dài 2.560m; nhánh sông Đà: chiều dài chọn l = 1: 320; tỷ lệ đứng h = 1: 80
để mô phỏng dài 2.720m; nhánh sông Lô: chiều dài

Hình 6: Mặt bằng mơ hình vật lý

- Kiểm tra độ chính xác chế tạo mơ hình: Mơ - Kiểm định đường mực nước: Để đảm bảo điều
hình được chế tạo dựa trên mặt cắt chuẩn có kiện tương tự sức cản cần phải đảm bảo đường mặt
cao độ +0.00. Sau khi chế tạo xong dùng máy nước trong mơ hình phù hợp với đường mặt nước
thủy bình, máy tồn đạc kiểm tra cho thấy sai ngoài thực tế. Kết quả xử lý nhám lịng và bãi sơng
số cao độ nằm trong phạm vi cho phép ±1÷ cho kết quả đường mực nước như sau:
±3%, Sai số mặt bằng trong khoảng ±1cm.

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 66 - 2021 3

KHOA HỌC CÔNG NGHỆ

Bảng 2: So sánh mực nước tính tốn giữa MIKE 21FM và MHVL

Mặ t cắ t MC1 (Trung MC2 (Thao MC3 (Bãi Cổ MC4 (Lô – MC5
Hà) Đ à) Đ ô) Hồ ng)
MIKE 21 FM 17.60 17.44 16.85 16.48 16.04
hình vậ t lý 17.55 17.62 16.99 16.58 16.00
Chênh lệ ch 0.05 -0.18 -0,14 -0,10 0,04

- Kiểm định trạng thái chảy: Phân tích số liệu trung; Đối tượng tác động: Tác động cả dòng
đo đạc thí nghiệm cho thấy mơ hình hoạt động chảy và lịng dẫn.
trong khu bình phương sức cản, đảm bảo điều
kiện tương tự. 3.1.3. Các tham số thiết kế chỉnh trị
- Kiểm định phân bố vận tốc: Từ số liệu đo đạc
ngoài thực tế hiện trường do đề tài thực hiện Tham số thiết kế tuyến chỉnh trị lịng sơng mùa
tháng 10/2013 với cấp lượng các sơng Thao nước trung bao gồm: lưu lượng tạo lịng, mực
3.288 m3/s, sơng Đà 3.470m3/s, sông Lô nước ứng với lưu lượng tạo lòng, chiều rộng
3.055m3/s, mực nước khống chế cửa cuối tại tuyến chỉnh trị và bán kính cong ổn định của
trạm sơng Hồng 11.40 m. Các mặt cắt bố trí trên lịng dẫn.
mơ hình hồn tồn trùng khớp với các mặt cắt

đề tài khảo sát, đo đạc ngoài hiện trường. Bề rộng tuyến chỉnh trị theo Altunin, B=878m;
Kết quả thí nghiệm hiệu chỉnh, kiểm định cho Bán kính cong tuyến chỉnh trị theo Altunin,
thấy mơ hình được xây dựng thỏa mãn các điều B=3000m.
kiện, tiêu chuẩn tương tự về địa hình, thủy lực,
chế độ dịng chảy của mơ hình sơng ngịi. Hồn 3.1.4. Mặt bằng tuyến chỉnh trị và bố trí hệ
tồn đủ độ tin cậy để tiến hành cơng tác thí thống cơng trình chỉnh trị
nghiệm đánh giá chế độ thủy lực, hiệu quả
phương án cơng trình chỉnh trị theo các kịch bản Cơ sở vạch tuyến: Dựa vào thế sông vốn ổn
khác nhau.[1,2]. định và các nút khống chế, kết hợp với bề rộng,
3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỀ BỐ TRÍ bán kính cong chỉnh trị để vạch tuyến chỉnh trị.
CƠNG TRÌNH CHỈNH TRỊ Tuyến chỉnh trị được phân ra 3 đoạn:Đoạn 1:
Ngã 3 Thao – Đà; đoạn 2: Ngã 3 Thao - Đà đến
3.1. Giải pháp cơng trình chỉnh trị vùng hơp lưu Lô - Hồng; đoạn 3: Ngã 3 Lô - Hồng. Các loại
sông Thao – Đà – Lô – Hồng, [1], [2], [5], [6] hình cơng trình cần ứng dụng các tiến bộ KH-
CN trong kết cấu, kết hợp mỹ quan, đa mục tiêu
3.1.1. Định hướng chung trong bố trí khơng gian. Các phương án 1 (PA1)
và phương án 2 (PA2) được mô phỏng dựa trên
cao trình và loại hình kè bảo vệ theo các hình
thức cơng trình khác nhau.[1,2]

Đây là một khúc cong lớn diễn ra nhập lưu của 4. ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA CÁC
4 con sông: Thao - Đà - Lô - Hồng, nên dòng PHƯƠNG ÁN QUY HOẠCH CHỈNH TRỊ
chảy rất phức tạp. Vấn đề đặt ra chỉnh trị đoạn
sông này là: 4.1. Kịch bản nhiên cứu

- Bảo vệ bờ chống sạt lở, bảo đảm an toàn cho 4.1.1. Mơ hình MIKE 11 (1D)
cả 2 tuyến đê chính;
Trên cơ sở mơ hình thủy lực đã được hiệu
- Thốt lũ thuận lợi, khơng gây ra dâng nước chỉnh, kiểm định, với hệ thống kịch bản gồm 24
cao tràn đê; kịch bản đã xây dựng: lũ các năm 1969, 1971,

199669 (mỗi năm 8 PA) [1,2].

- Ổn định một luồng lạch chính thuận lợi cho Các kịch bản lũ 10% có thể được xem như là
thốt lũ và giao thông thủy, không tạo ra các kịch bản lũ thường xuyên xảy ra trên hệ thống
cồn bãi phân tán trong lịng sơng. sông Hồng. Với các kịch bản lũ đã xây dựng,
kết quả tính tốn thể hiện trong bảng 3.
3.1.2. Đối tượng tác động và đối tượng chỉnh trị

Đối tượng chỉnh trị: Bậc lịng sơng mùa nước

4 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 66 - 2021

KHOA HỌC CÔNG NGHỆ

Bảng 3: Tổng hợp kết quả tính tốn điều tiết lũ 10%, [1, 2]

Mực nướ c hạ lưu Lưu lượ ng tạ i các điể m khố ng chế

TT Tên kịch bả n (m) (m3/s)

1 10-69-0H T.Quang Hà Nộ i S.Thao S.Đ à S.Lô S. Hồ ng
2 10-71-0H
3 10-96-0H 26.78 12.18 4386 14166 7660 25743
4 10-69-H
5 10-71-H 27.23 12.05 7196 11885 7535 25279
6 10-96-H
26.38 12.60 6322 19352 7678 28083

25.88 10.94 4285 8858 6470 19204

26.09 10.61 7076 8794 6474 17565

24.14 11.03 6068 8884 5128 19500

4.1.2. Mơ hình MIKE 21FM (2D) - Trường hợp lũ 10%:

Ứng với phương án địa hình hiện trạng, phương + Tổ hợp lũ 10% ứng với mơ hình lũ năm 1969,
án cơng trình chỉnh trị theo PA1, PA2, [1] tiến 1971, 1996
hành mơ phỏng, phân tích, đánh giá với các mơ
hình lũ đã được lựa chọn trong bao gồm: 4.1.3. Mơ hình vật lý (3D)

- Trường hợp lũ 500 năm (0,2%): Với mục tiêu là xác định tính hợp lý của các
phương án bố trí khơng gian hệ thống cơng trình
+ Tổ hợp lũ 0,2% ứng với mơ hình lũ năm 1969 chỉnh trị, loại hình cơng trình chỉnh trị, các tham
cắt lũ theo phương án 1; số cơng trình chỉnh trị, đánh giá sự biến đổi của
chế độ thuỷ lực, chế độ dòng chảy và đề xuất
+ Tổ hợp lũ 0,2% ứng với mơ hình lũ năm 1971 giải pháp hợp lý để chỉnh trị đoạn sông nghiên
cắt lũ theo phương án 6; cứu.

+ Tổ hợp lũ 0,2% ứng với mơ hình lũ năm 1996
cắt lũ theo phương án 8.

Bảng 4: Lưu lượng và mực nước trích xuất từ mơ hình tốn
phục vụ thí nghiệm MHVL, [1,2]

Cửa vào sông Cửa vào sông Cửa vào sông Cửa cuố i

TT Tên PA Đà Thao Lô (s. Hồ ng) Ghi chú

Q(m3/s) H Q(m3/s) H Q(m3/s) H Q(m3/s) H

(cm) (cm) (cm) (cm)

Các phương án lũ thiế t kế 500 nă m

PA trung
1 500-69-PA5 15286 1886 8162 1854 8420 1723 31266 1707

bình

PA trung
2 500-71-PA4 10656 1857 12031 1827 10018 1707 30536 1695

bình

3 500-96-PA1 18471 1920 5366 1858 7976 1734 31682 1723 PA cao

PA trung
4 500-96-PA6 13948 1811 5310 1769 7901 1652 26981 1640

bình

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 66 - 2021 5

KHOA HỌC CÔNG NGHỆ

5 500-96-PA8 10656 1727 5401 1702 7920 1594 23697 1580 PA thấ p

Các phương án lũ thực nă m 1996

6 1996-PA1 13665 1759 3833 1702 5520 1575 22817 1561 PA cao

7 1996-PA6 9012 1627 3752 1598 5545 1481 18056 1465 PA thấ p

Các phương án lũ thiế t kế 10%, có sự tham gia điề u tiế t củ a 4 hồ thượng nguồ n

Lũ 10% có
8 1969-10%-H 8854 1638 4293 1613 6472 1505 19200 1489

hồ , 69

9 1971-10%-H 8793 1622 3918 1594 4951 1470 17560 1455 Lũ 10% có
hồ , 71

10 1996-10%-H Lũ 10% có
8880 1665 6068 1655 4695 1510 19490 1496

hồ , 96

Các phương án lũ thiế t kế 10%, không có sự tham gia điề u tiế t củ a 4 hồ thượng nguồ n

Lũ 10%
11 1969-10%-0H 14172 1792 4376 1741 7647 1627 25734 1614

không hồ , 69

12 1971-10%-0H Lũ 10%
11893 1768 7184 1745 7102 1616 25267 1603

không hồ , 71

13 1996-10%-0H Lũ 10%
15814 1845 5266 1791 7546 1669 28076 1657

khơng hồ , 96

4.2. Mơ phỏng mơ hình 2 chiều (MIKE 21FM)
4.2.1. Nghiên cứu ảnh hưởng đến biến đổi mực nước
a) Trường hợp cơng trình phương án 1

Hình 7: Mực nước ứng với lũ 10% Hình 8: Mực nước ứng với trường hợp lũ
CT PA1 500 năm CT PA1

6 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 66 - 2021

KHOA HỌC CƠNG NGHỆ

Hình 9: Cao trình mực nước ứng với lũ Hình 10: Cao trình mực nước dọc khu hợp lưu
10% cơng trình PA2 ứng với trường hợp lũ 500 năm cơng trình PA2

4.2.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của các giải trường phân bố lưu tốc ứng với trường hợp công
pháp đến phân bố lưu tốc và lưu hướng trình phương án 1

a) Nghiên cứu, phân tích vận tốc trung bình và

Hình 11: Trường phân bố lưu tốc dịng chảy xung quanh vị trí các cơng trình chỉnh trị

b) Nghiên cứu, phân tích vận tốc trung bình và trường phân bố lưu tốc ứng với trường hợp công trình
phương án 2

Hình 12: Lưu hướng và trường phân bố lưu tốc ứng với cơng trình phương án 2

4.2.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của các phương sơng. Kết quả nghiên cứu biến hình lịng dẫn
án chỉnh trị đến biến hình lịng sơng theo các kịch bản tính tốn cho từng đoạn được
thể hiện trong các hình dưới đây.
Trong mục này chỉ nghiên cứu ảnh hưởng của
công trình chỉnh trị PA2 đến diễn biến lịng

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 66 - 2021 7

KHOA HỌC CÔNG NGHỆ

Hình 13: Kết quả biến hình lịng sơng ứng với lũ 10% mơ hình lũ 1996

Nhận xét: Nhìn vào kết quả diễn biến lòng dẫn nghiệm khi có cơng trình và khơng có cơng
ta thấy các cơng trình chỉnh trị đã có tác dụng trình hầu như khơng đáng kể. Cơng trình chỉnh
đáng kể, đạt được mục đích chỉnh trị, gây bồi trị được thiết kế cho lưu lượng tạo lịng. Vì vậy,
phía sau các cơng trình mỏ hàn, tạo ra dịng chủ q trình thí nghiệm với các phương án lũ đều
lưu bám sát với biên chỉnh trị. không thể hiện được tác động của các cơng trình
chỉnh trị đối với sự thay đổi chế độ thuỷ văn
4.2.4. Nhận xét chung trong khu vực nghiên cứu.

Kết quả tính tốn bằng mơ hình MIKE 21FM 4.3.2. Biến đổi lưu tốc dòng chảy
một lần nữa khẳng định hệ thống đê điều hiện
trạng trong khu vực nghiên cứu và tỉnh Phú Thọ Kết quả đo lưu tốc dòng chảy được thể hiện trên
hồn tồn có khả năng đảm bảo an tồn về mực mặt bằng phân bố lưu tốc trung bình thủy trực
nước đối với các trận lũ có tần suất P=0,2% và giữa các trường hợp thí nghiệm. Từ bình đồ lưu
dạng lũ các năm 1969, 1971, 1996. tốc, ta có nhận xét:

Mơ phỏng diễn biến lịng dẫn cho các phướng Ở trường hợp thí nghiệm phương án cao lũ 500

án tính tốn cho thấy: Hệ thống cơng trình chỉnh năm (0,2%) năm 1996:
trị theo PA2 đã phát huy được tác dụng rất lớn,
đạt được mục đích, yêu cầu chỉnh trị là: duy trì Đường mực nước dâng cao, độ dốc mực nước
được thế sông ổn định, đảm bảo an tồn đê điều, dọc sơng trên nhánh sơng Thao là 0,77.10-4.
tạo bồi phía sau cơng trình chỉnh trị, phòng Trong khi đó, độ dốc mực nước dọc sơng trên
chống sạt lở, ổn định luồng lạch và tạo đường nhánh sơng Đà là 0,95.10-4, vận tốc dịng chảy
chủ lưu trơn thuận, bám sát biên chỉnh trị cho ở trên sông Đà rất lớn, lên tới 3,3m/s ở thuỷ trực
giao thông thủy. 3 trên mặt cắt SD4 và vận tốc dòng chảy trên
sông Thao lớn nhất vào 2,5m/s ở thuỷ trực số 2
Kiến nghị sử dụng PA2 để tiến hành thí nghiệm trên mặt cắt ST2.
mơ hình vật lý nhằm mục đích hiệu chỉnh các
điểm chưa hồn chỉnh để lựa chọn được phương Ở trước bãi Cổ Đơ, lưu tốc dịng chảy đạt cao nhất
án hợp lý, khả thi nhất kiến nghị các cấp có vào khoảng 3,2m/s. Tuy nhiên, vận tốc nhanh
thẩm quyền cho nghiên cứu thiêt kế các bước chóng giảm khi đi vào khu vực mở rộng bãi Cổ
tiếp theo, với mục tiêu đưa kết quả nghiên cứu Đơ. Vận tốc lớn nhất vào khoảng 2,5m/s.
ra ngồi thực
Sau bãi Cổ Đơ, lưu tốc dịng chảy tăng dần, tại
4.3. Mơ phỏng mơ hình vật lý (3D) mặt cắt SH5, thuỷ trực 3, lưu tốc đạt 3m/s. Trên
nhánh sơng Lơ, lưu tốc bình quân đạt 3m/s.
4.3.1. Biến đổi mực nước
Với trường hợp thí nghiệm phương án cao lũ
Sự biến đổi mực nước trong các trường hợp thí 500 năm, đường mực nước gần tương tự
phương án lũ thực năm 1996 (phương án cao).
Lưu tốc bình quân ở hai trường hợp này gần

8 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 66 - 2021

KHOA HỌC CÔNG NGHỆ

tương đương nhau, biểu đồ phân bố lưu tốc và hợp lưu. Lưu tốc bên phía sơng Đà giảm xuống,

các hiện tượng thuỷ lực cũng tương tự: phía sơng Thao tăng lên thể hiện rõ rệt hiệu quả
của cơng trình. Tuy nhiên, trong trường hợp thí
Trên nhánh sơng Thao, lưu tốc cực đại đạt nghiệm lịng xói, do lưu tốc phía sơng Thao
khoảng 1,9m/s. Trên nhánh sông Đà là 1,9m/s tăng làm cho nhánh sông Thao bị xói sâu ở khu
vực kè HD3 và gây xói lở cho bãi giữa khu vực
Tại mặt cắt trước bãi Cổ Đô. Lưu tốc đạt cực đại hợp lưu.
vào khoảng 3m/s ở thuỷ trực 3 trên mặt cắt SD7.
Vận tốc giảm dần ở các mặt cắt SH1, SH2, SH3. Cụm mỏ hàn khu vực xã Phong Vân huyện Ba
Vận tốc đạt cực đại vào khoảng 2,4m/s. Vì sẽ giúp giảm nguy cơ xói lở, gây bồi cho khu
vực bờ hữu sông Đà. Kết quả trên mơ hình vật
Ở trường hợp thí nghiệm phương án thấp lũ lý ta thấy sau khi bố trí hệ thống cơng trình mỏ
năm 1996: hàn tại khu vực này, vận tốc đầu các mỏ hàn
tăng lên đáng kể, tuy nhiên, khu vực chân mỏ
Đường mực nước hạ thấp. Vận tốc đạt cực đại hàn có vận tốc giảm hẳn. Ở trong kết quả thí
ở trên nhánh sông Thao vào khoảng 1,2m/s. nghiệm mơ hình lịng động, khu vực này đã gây
Trên nhánh sông Đà, vận tốc 1,5m/s. bồi phía chân mỏ hàn, đầu mỏ hàn vẫn bị xói lở
nhẹ.
Tại mặt cắt trước bãi Cổ Đô, vận tốc cực đại đạt
3m/s ở nhánh sông Đà, sau đó giảm dần xuống Hệ thống cơng trình khu vực bãi Cổ Đô:
1,3m/s tại mặt cắt SH3, thuỷ trực 3.
Khu vực bãi Cổ Đô trong những năm gần đây
4.3.3. Nhận xét chung thường xuyên xảy ra những sự cố sạt lở. Điển
hình là sạt lở trong tháng 5/2014 tại bãi Vu Chu
Hệ thống công trình tại xã Hồng Đà huyện Tam và Viên Châu gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến
Nơng và xã Phong Vân huyện Ba Vì bố trí: đê điều và cuộc sống của người dân.

Hệ thống kè ốp bờ HD1, HD2 nhằm ổn định bãi Hệ thống cơng trình chỉnh trị khu vực bãi Cổ Đô
cho khu vực xã Hồng Đà. Qua thí nghiệm trên nhằm hướng dịng chảy sang lạch trái bãi, tạo bồi
mơ hình vật lý, nhận thấy dịng chủ lưu phía cho khu vực bờ hữu sông Hồng, ổn định cho khu
sông Thao áp sát bờ, vận tốc lớn gây ra nguy cơ vực xã Cổ Đơ, Vu Chu và Viên Châu.

xói lở cao. Bên cạnh đó, diễn biến hằng năm của
bãi bồi này cũng biến động liên tục, gây mất ổn Hệ thống kè mõm cá và kè ốp bờ cho bãi Cổ Đô
định. nhằm tạo sự ổn định cho bãi, tránh sự dịch
chuyển, ổn định giao thông thuỷ.
Để ổn định được sự phân bố lưu lượng trên khu
vực vùng nhập lưu, nhóm nghiên cứu bố trí một Qua kết quả thí nghiệm trên mơ hình vật lý, hệ
cơng trình hướng dịng HD3 nằm trên khu vực thống cơng trình đã phát huy được sự ổn định
xã Hồng Đà nhằm ổn định dòng chảy cho 2 cho khu vực bờ hữu sông Hồng và bãi Cổ Đô.
nhánh sơng, tạo nên sự phân bố dịng chảy đều
trên vùng hợp lưu. Hệ thống cơng trình khu vực thành phố Việt Trì,
tỉnh Phú Thọ:
Kết quả thí nghiệm mơ hình vật lý cho thấy,
trước khi có cơng trình hướng dịng HD3, dịng Tồn bộ bờ tả áp sát khu vực thành phố Việt Trì
chảy khu vực hợp lưu này phụ thuộc vào lưu được bố trí hệ thống cơng trình đảo chiều hồn
lượng đầu vào 2 nhánh sơng. Tuy nhiên dòng lưu nhằm hướng dịng chảy mặt (gây xói lở)
chảy ln có xu hướng lệch về phía sơng Đà, theo phương chỉnh trị và dòng chảy đáy (gây
gây xói sâu và xói lở đến khu vực xã Phong Vân bồi) chảy xuyên qua cơng trình, mang lại sự ổn
huyện Ba Vì, lưu tốc phân bố trên sông thao bé, định bờ cho khu vực thành phố.
trên sông Đà lớn hơn rất nhiều.
Hệ thống cơng trình trên sơng Lơ:
Sau khi đưa cơng trình hướng dịng HD3 vào hệ
thống, thí nghiệm trên mơ hình vật lý cho thấy Dịng chảy bên sơng Lơ có bán kính cong khá
sự phân bố lưu lượng, vận tốc trải đều trên vùng bé, gây ảnh hưởng xói lở đến bờ hữu sơng Lơ.

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 66 - 2021 9

KHOA HỌC CÔNG NGHỆ

Tại đây đã bố trí hệ thống cơng trình mỏ hàn 500 ở các dạng lũ 1969, 1971 và 1996; 02 kịch
nhằm giảm thiểu sự tác động dòng chảy chịu tác bản lũ thực năm 1996; 06 kịch bản lũ 10% các

động của lực coriolis tới bờ hữu sông, gây nguy dạng 1969, 1971, 1996 với 02 trường hợp tính
cơ sạt lở. tốn là có hồ điều tiết và khơng có hồ điều tiết.

Qua biến đổi nhiều năm, bãi bồi khu vực Kết quả tính tốn bằng mơ hình MIKE 21FM
phường Bến Gót đi vào ổn định, đã sử dụng hệ một lần nữa khẳng định hệ thống đê điều hiện
thống kè ốp bờ nhằm cố định sự dịch chuyển trạng trong khu vực nghiên cứu và tỉnh Phú Thọ
bãi, ổn định dịng chảy giữa 2 nhánh sơng. hoàn tồn có khả năng đảm bảo an tồn về mực
nước đối với các trận lũ có tần suất P=0,2% và
Kết quả thí nghiệm trên mơ hình vật lý cho thấy dạng lũ các năm 1969, 1971, 1996.
dịng chảy bên bờ hữu sơng Lơ đã ổn định,
khơng cịn xuất hiện dịng chảy cuộn. Mô phỏng diễn biến lòng dẫn cho các phướng
án tính tốn cho thấy: Hệ thống cơng trình chỉnh
Thí nghiệm mơ hình vật lý đã thể hiện được đầy trị theo PA2 đã phát huy được tác dụng rất lớn,
đủ các yếu tố thuỷ động lực học của dòng chảy đạt được mục đích, yêu cầu chỉnh trị là: duy trì
trên khu vực nghiên cứu, đồng thời thể hiện được thế sơng ổn định, đảm bảo an tồn đê điều,
được những hiện tượng thuỷ lực, diễn biến lòng tạo bồi phía sau cơng trình chỉnh trị, phịng
dẫn phù hợp với thực tế. chống sạt lở, ổn định luồng lạch và tạo đường
chủ lưu trơn thuận, thuận lợi cho thoát lũ và
5. KẾT LUẬN giao thơng vận tải thủy.

Phân tích, đánh giá chế độ thủy văn, thủy lực ở Sự biến đổi mực nước trong các trường hợp thí
khu vực hợp lưu các sơng Thao, Đà, Lơ là vấn đề nghiệm khi có cơng trình và khơng có cơng trình
cần thiết hiện nay, nhất là liên quan đến vấn đề hầu như khơng đáng kể. Cơng trình chỉnh trị được
đánh giá diễn biến xói lở, bồi tụ lịng sông để thiết kế với bậc lịng sơng mùa nước trung (đỉnh
phịng chống sạt lở, ổn định đê điều và ổn định cơng trình (ngang với mực nước ở cấp lưu lượng
luồng lạch phục vụ giao thông thủy. Từ đó làm cơ tạo lịng). Vì vậy, q trình thí nghiệm với các
sở cho việc đề xuất các giải pháp chỉnh trị để giảm phương án lũ đều không thể hiện được tác động
thiểu các tác động bất lợi. Qua phân tích và nghiên của các cơng trình chỉnh trị đối với sự thay đổi chế
cứu chế độ thủy văn thủy lực khu vực này đã đưa độ thuỷ văn trong khu vực nghiên cứu.
ra các kết luận như sau:

Qua kết quả tính tốn, phân tích đánh giá bằng
Mơ hình thủy lực 1 chiều (1D) đã được hiệu chỉnh mơ hình MIKE 21FM đã kiến nghị lựa chọn
và kiểm định đạt độ tin cậy, kết quả trsch xuất từ PA2 để tiến hành thí nghiệm MHVL. Kết quả
mơ hình một chiều làm điều kiện biên cho mô thí nghiệm MHVL đánh giá sự biến đổi của chế
hình tốn (2D) và mơ hình vật lý (3D). độ thủy văn, thủy lực và hiệu quả của phương
án bố trí cơng trình chỉnh trị đã lựa chọn được
Tính tốn các kịch bản vận hành hệ thống hồ phương án hợp lý nhất là PA2.
chứa chống lũ đảm bảo an tồn cơng trình và hạ
lưu, các kịch bản tính tốn gồm: 24 kịch bản lũ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Nguyễn Đăng Giáp (2015). Nghiên cứu các giải pháp giảm thiểu tác động bất lợi khi vận
hành hồ chứa thượng nguồn đến vùng hợp lưu các sông Thao – Đà - Lô. Đề tài KC.08.02/11-
15, thuộc Chương trình KHCN phục vụ Phịng tránh thiên tai, Bảo vệ môi trường và Sử dụng
hợp lý tài nguyên thiên nhiên. Mã số chương trình KC.08/11-15 (2015).

[2] Trần Quốc Thưởng (2020). Nghiên cứu xây dựng giải pháp ứng phó trường hợp xả lũ khẩn
cấp, lũ cực lớn, lũ do vỡ đập trên hệ thống sông Hồng-sông Thái Bình. Báo cáo kết quả thực
hiện đề tài KC.08.13/16-20, Hà Nội, 2020.

10 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 66 - 2021

KHOA HỌC CÔNG NGHỆ

[3] Lương Phương Hậu (2004), Lý thuyết thí nghiệm mơ hình cơng trình thủy, Nhà xuất bản
Xây dựng, Hà Nội.

[4] Lương Phương Hậu, Nguyễn Thanh Hoàn, Nguyễn Thị Hảy Lý (2011), Chỉ dẫn kỹ thuật
cơng trình chỉnh trị sơng; NXB Xây dựng.

[5] Nguyễn Kiên Quyết, Phân tích nguyên nhân gây diễn biến và định hướng giải pháp chỉnh trị
ổn định lịng dẫn sơng Hồng từ ngã ba Thao - Đà đến ngã ba Lô - Hồng. Tạp chí Nơng
nghiệp và Phát triển Nông Thôn, 2017

[6] Przedwojski B., Blazejewski R., and Pilarczyk K.W. River training techniques,
fundamentals, design and applications, A.A Balkema/ Rotterdam / Brookfield. (1995).

[7] Opdam H.J. River Engineering, Lecture note on river Engineering, IHE-Delft, The
Netherlands. (1994).

[8] DHI (2009). MIKE21/3 Coupled Model FM. User Guide.

[9] DHI (2009). MIKE21/3 Coupled Model FM. Hydrodymamic and transport module. Scientìic
documentation.

[10] 10. DHI (2009). MIKE21/3 Coupled Model FM. Mud transport module. Scientìic
documentation.

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 66 - 2021 11